ES2400877B1 - A PELABLE MATERIAL TO BE USED IN AN AUTOMATIC TAPE MACHINE. - Google Patents
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Abstract
Un material pelable para ser usado en una máquina encintadora automática, comprendiendo dicho material (21) un papel soporte (23) y un tejido base (27) impregnado con una resina termoestable, en el que la adherencia entre el papel soporte (23) y el tejido base (27), medida por un parámetro P de fuerza de despegado está comprendida entre 2,9-3,5 min/N/cm{sup,2}.La adherencia entre el tejido base (27) y el material compuesto, medida por dicho parámetro P, está comprendida entre 130-160 min/N/cm{sup,2}. La invención también se refiere a un método para determinar la adaptabilidad a una máquina ATL de un material pelable prepeg (21), incluyendo la obtención de dicho parámetro P y a un método para la fabricación de un componente de material compuesto comprendiendo un paso de colocar un tejido base pelable (27) con una máquina ATL como la última capa de dicho componente o incluso como la primera.A peelable material for use in an automatic wrapping machine, said material (21) comprising a support paper (23) and a base fabric (27) impregnated with a thermosetting resin, in which the adhesion between the support paper (23) and the base fabric (27), measured by a parameter P of detachment force is between 2.9-3.5 min / N / cm {sup, 2}. The adhesion between the base fabric (27) and the composite material , measured by said parameter P, is between 130-160 min / N / cm {sup, 2}. The invention also relates to a method for determining the adaptability to an ATL machine of a prepeg peelable material (21), including obtaining said parameter P and a method for manufacturing a composite component comprising a step of placing a Peelable base fabric (27) with an ATL machine as the last layer of said component or even as the first.
Description
Un material pelable para ser usado en una máquina encintadora automática A peelable material to be used in an automatic wrapping machine
La presente invención se refiere a la fabricación de componentes de material compuesto y más en particular a un material pelable para ser usado en una máquina encintadora automática y a un método de fabricación de un componente de material compuesto en el que el material pelable se coloca con una máquina encintadora automática. The present invention relates to the manufacture of composite components and more particularly to a peelable material for use in an automatic wrapping machine and to a method of manufacturing a composite material component in which the peelable material is placed with a automatic wrapping machine.
Los métodos de fabricación de componentes de material compuesto que comprenden una etapa de encintado en la que se colocan capas de un material compuesto en un formato de rollo sobre un molde de forma apropiada y una etapa de curado son bien conocidos en la industria aeronáutica así como en otras industrias. The methods of manufacturing composite components comprising a curb stage in which layers of a composite material are placed in a roll format on a mold in a suitable manner and a curing stage are well known in the aeronautical industry as well as in other industries.
Los materiales compuestos más utilizados en la industria aeronáutica son los consistentes en fibras o haces de fibra embebidos en una matriz de resina termoestable o termoplástica, en forma de material preimpregnado ó "prepeg". Sus principales ventajas se refieren a: The most commonly used composite materials in the aviation industry are those consisting of fibers or fiber bundles embedded in a thermosetting or thermoplastic resin matrix, in the form of prepreg or "prepeg" material. Its main advantages refer to:
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- Su elevada resistencia específica respecto a los materiales metálicos. Se trata de la ecuación resistencia/peso. Its high specific resistance with respect to metallic materials. It is the resistance / weight equation.
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- Su excelente comportamiento ante cargas de fatiga. Its excellent behavior against fatigue loads.
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- Las posibilidades de optimización estructural gracias a la anisotropía del material y la posibilidad de combinar fibras con diferentes orientaciones, permitiendo el diseño de elementos con diferentes propiedades mecánicas, ajustadas a las diferentes necesidades en términos de cargas aplicadas. The possibilities of structural optimization thanks to the anisotropy of the material and the possibility of combining fibers with different orientations, allowing the design of elements with different mechanical properties, adjusted to the different needs in terms of applied loads.
Las telas de material compuesto no se colocan aleatoriamente sino que se disponen en cada zona en un número y con una orientación de su refuerzo fibroso, típicamente de fibra de carbono, determinados en función de la naturaleza y la magnitud de los esfuerzos que vaya a soportar la pieza en cada zona. Cada zona tiene pues una estructura propia de la disposición o apilado de las telas. La diferencia en espesor entre las diferentes zonas genera caídas de telas, lo que requiere disponer de un modelo de telas para cada pieza que establezca claramente como debe llevarse a cabo su disposición sobre el molde/útil durante el proceso de apilamiento. El resultado final es un laminado (plano o con curvatura) con zonas de distinto espesor. Composite fabrics are not placed randomly but are arranged in each area in a number and with an orientation of their fibrous reinforcement, typically of carbon fiber, determined according to the nature and magnitude of the efforts to be supported the piece in each zone. Each zone therefore has its own structure for the arrangement or stacking of fabrics. The difference in thickness between the different zones generates fabric falls, which requires having a fabric model for each piece that clearly establishes how its arrangement should be carried out on the mold / tool during the stacking process. The final result is a laminate (flat or with curvature) with areas of different thickness.
La etapa de encintando se lleva a cabo, particularmente para componentes grandes como los revestimientos de alas de aeronaves, usando máquinas de encintado automático (en adelante máquinas ATL) para encintar cintas unidireccionales (UD) o cintas de telas. The taping stage is carried out, particularly for large components such as aircraft wing coatings, using automatic taping machines (hereinafter ATL machines) to tape unidirectional tapes (UD) or fabric tapes.
Antes de la etapa de curado con temperatura y vacío hasta que el componente alcanza su estado final, un material pelable, tal como una tela texturada, se aplica sobre la última capa (en algunos casos específicos puede colocarse también como la primera tela) del material compuesto para proporcionar a la superficie del componente una rugosidad apropiada para facilitar la adhesión de elementos adicionales tales como larguerillos a los revestimientos de alas de aeronave o de recubrimientos superficiales. Before the curing stage with temperature and vacuum until the component reaches its final state, a peelable material, such as a textured fabric, is applied on the last layer (in some specific cases it can also be placed as the first fabric) of the material compound to provide the surface of the component with an appropriate roughness to facilitate the adhesion of additional elements such as stringers to aircraft wing or surface coatings.
Después de la etapa de curado el material pelable se separa dejando una superficie texturada en el componente de material compuesto. After the curing stage the peelable material separates leaving a textured surface in the composite component.
El pelable es pues un tejido con una gran adaptabilidad, realizado habitualmente con nailon, que se usa para proporcionar una textura específica a la superficie de un laminado de material compuesto. Esa textura es conveniente para pegados secundarios o para el pintado del componente evitando la necesidad de lijado. El tejido se trata de manera que se eviten contracciones y se remuevan contaminantes. The peelable is therefore a fabric with great adaptability, usually made of nylon, which is used to provide a specific texture to the surface of a composite laminate. This texture is suitable for secondary bonding or for painting the component avoiding the need for sanding. The tissue is treated so that contractions are avoided and contaminants are removed.
Un pelable preimpregnado (en adelante pelable prepeg) está realizado con el tejido mencionado previamente embebido en una matriz de resina. A prepreg peelable (hereinafter prepeg peelable) is made with the aforementioned fabric embedded in a resin matrix.
En la técnica anterior el pelable prepeg se coloca manualmente como la primera o la última capa del laminado. En el caso de componentes de material compuesto que incluyen sectores curvos tales como un revestimiento de un ala de aeronave, la tarea de colocación del pelable prepeg es por tanto una tarea con un elevado consumo de trabajo manual. In the prior art, the peelable prepeg is manually placed as the first or last layer of the laminate. In the case of composite components that include curved sectors such as a lining of an aircraft wing, the task of placing the prepeg stripping is therefore a task with a high consumption of manual labor.
Sería pues deseable un método de fabricación de componentes de material compuesto en el que el pelable pudiera ser colocado por una máquina encintadora automática. A method of manufacturing composite components in which the peelable could be placed by an automatic wrapping machine would therefore be desirable.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para determinar la adaptabilidad de un material pelable prepeg utilizado para mejorar la rugosidad superficial de un laminado de material compuesto a una máquina ATL de manera que pueda ser colocado por dicha máquina ATL. An object of the present invention is to provide a method for determining the adaptability of a prepeg peelable material used to improve the surface roughness of a composite laminate to an ATL machine so that it can be placed by said ATL machine.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un material pelable prepeg utilizado para mejorar la rugosidad superficial de un laminado de material compuesto que sea capaz de ser colocado por dicha máquina ATL. Another object of the present invention is to provide a prepeg peelable material used to improve the surface roughness of a composite laminate that is capable of being placed by said ATL machine.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de un componente de material compuesto en el que el pelable prepeg se coloca con una máquina ATL. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a composite component in which the peelable prepeg is placed with an ATL machine.
En un aspecto, esos y otros objetos se consiguen mediante un método para determinar la adaptabilidad a una máquina ATL de un material pelable prepeg utilizado para mejorar la rugosidad superficial de un laminado de material compuesto de manera que pueda ser colocado automáticamente por dicha máquina ATL, comprendiendo el material pelable prepeg un papel soporte y un tejido base impregnado con una resina termoestable, que comprende los siguientes pasos: In one aspect, those and other objects are achieved by a method to determine the adaptability to an ATL machine of a prepeg peelable material used to improve the surface roughness of a composite laminate so that it can be automatically placed by said ATL machine, the peelable material comprising a support paper and a base fabric impregnated with a thermosetting resin, comprising the following steps:
a) proporcionar láminas de, respectivamente, dicho papel soporte, dicho tejido base y dicho material compuesto; a) providing sheets of, respectively, said support paper, said base fabric and said composite material;
b) preparar una primera muestra uniendo en un área de solapamiento una lámina de papel soporte y una lámina de tejido base y una segunda muestra uniendo en un área de solapamiento una lamina de material compuesto y una lámina de tejido base mediante la aplicación de una fuerza de vacío durante un tiempo predeterminado; b) preparing a first sample by joining a backing paper sheet and a base fabric sheet in an overlapping area and a second sample joining a composite sheet and a base fabric sheet in an overlapping area by applying a force vacuum for a predetermined time;
c) aplicar fuerzas de tracción F1, F2 en una dirección longitudinal sobre el borde de la lámina de tejido base de dichas muestras, teniendo fijado su borde opuesto a un elemento de fijación, hasta el despegado de la lámina de tejido base de dichas muestras y medir los tiempos transcurridos hasta el despegado; c) applying tensile forces F1, F2 in a longitudinal direction on the edge of the base fabric sheet of said samples, having its opposite edge fixed to a fixing element, until the base fabric sheet of said samples is detached and measure the time elapsed until takeoff;
d) determinar dicha adaptabilidad del material pelable prepeg utilizando un parámetro P que establezca una relación entre dichos tiempos de despegado, dichas fuerzas de tracción F1, F2 y dichas áreas de solapamiento como una medida de la adherencia entre los dos elementos de dichas muestras. d) determining said adaptability of the prepeg peelable material using a parameter P that establishes a relationship between said peel times, said tensile forces F1, F2 and said overlapping areas as a measure of the adhesion between the two elements of said samples.
En una realización preferente, dichas láminas tienen las mismas dimensiones, dichas áreas de solapamiento se extienden sobre un área longitudinal de dichas láminas comprendido entre el 10-20% de sus áreas totales y la preparación de dichas muestras se hace aplicando una fuerza de vacío comprendida entre 400-600 mm de Hg durante un tiempo comprendido entre 8-12 min. Se consigue con ello un método apropiado para un material pelable utilizado en la fabricación de materiales compuestos particularmente en la industria aeronáutica. In a preferred embodiment, said sheets have the same dimensions, said overlapping areas extend over a longitudinal area of said sheets comprised between 10-20% of their total areas and the preparation of said samples is done by applying a vacuum force comprised between 400-600 mm of Hg for a time between 8-12 min. An appropriate method is thus achieved for a peelable material used in the manufacture of composite materials, particularly in the aeronautical industry.
En otro aspecto, los objetos mencionados anteriormente se consiguen con un material pelable prepeg que comprende un papel soporte y un tejido base impregnado con una resina termoestable en el que la adherencia entre el papel soporte y el tejido base, medida por el parámetro P mencionado anteriormente, está comprendida entre 2,9-3,5 min/N/cm2 y la adherencia entre el tejido base y el material compuesto, medida por el parámetro P mencionado anteriormente, está comprendida entre 130-160 min/N/cm2. In another aspect, the aforementioned objects are achieved with a prepeg peelable material comprising a support paper and a base fabric impregnated with a thermosetting resin in which the adhesion between the support paper and the base fabric, measured by parameter P mentioned above , is comprised between 2.9-3.5 min / N / cm2 and the adhesion between the base fabric and the composite material, measured by parameter P mentioned above, is between 130-160 min / N / cm2.
En una realización preferente el tejido base es nailon con la resina impregnada (preferiblemente resina epoxi) distribuida simétricamente. Se consigue con ello un material pelable apropiado para ser usado en la fabricación de componentes de material compuesto usando máquinas ATL. In a preferred embodiment the base fabric is nylon with the impregnated resin (preferably epoxy resin) symmetrically distributed. A suitable peelable material is thus achieved for use in the manufacture of composite components using ATL machines.
En otro aspecto los objetos mencionados anteriormente se consiguen con un método de fabricación de un componente de material compuesto comprendiendo pasos de colocar capas de un material compuesto prepeg en un molde usando una máquina ATL que también comprende pasos de: In another aspect, the aforementioned objects are achieved with a method of manufacturing a composite component comprising steps of placing layers of a prepeg composite material in a mold using an ATL machine which also comprises steps of:
a) suministrar el material pelable prepeg mencionado anteriormente a dicha máquina ATL y colocar el tejido base pelable impregnado con dicha resina termoestable como la última capa de dicho componente y, si se requiere, también como primera capa; a) supplying the prepeg peelable material mentioned above to said ATL machine and placing the peelable base fabric impregnated with said thermosetting resin as the last layer of said component and, if required, also as the first layer;
b) curar dicho componente de material compuesto y retirar dicho tejido base pelable. b) curing said composite component and removing said peelable base fabric.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las Figuras que se acompañan. Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of an illustrative and non-limiting embodiment of its object in relation to the accompanying Figures.
La Figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva del apilado de un componente de material compuesto. Figure 1 shows a schematic perspective view of the stacking of a composite component.
La Figura 2 muestra vista esquemática en sección de una capa de pelable prepeg según la presente invención. Figure 2 shows schematic sectional view of a prepeg peelable layer according to the present invention.
La Figura 3 muestra esquemáticamente la preparación de dos muestras usadas en método para determinar la adaptabilidad a una máquina ATL de un material pelable prepeg según esta invención y la Figura 4 muestra esquemáticamente la aplicación de fuerzas de tracción a dichas dos muestras. Figure 3 schematically shows the preparation of two samples used in method to determine the adaptability to an ATL machine of a prepeg peelable material according to this invention and Figure 4 schematically shows the application of tensile forces to said two samples.
La Figura 5 es una vista esquemática de la colación de una capa de pelable prepeg de un componente de material compuesto usando una máquina ATL. Figure 5 is a schematic view of the collation of a prepeg peelable layer of a composite component using an ATL machine.
En la técnica anterior son bien conocidos procedimientos automatizados en la etapa de encintado de los métodos de fabricación de componentes de material compuesto, particularmente para componentes grandes tales como los revestimientos de ala de aeronaves. Las máquinas ATL tienen un mecanismo de cabezal móvil para la colocación de cintas montado entre guías paralelas que puede ser movido a lo largo de múltiples ejes para colocar una cinta de prepeg sobre moldes de una pluralidad de formas. La cinta de prepeg, proporcionada habitualmente en formato de rollo grande, comprende material compuesto sin curar sobre un papel soporte que se retira cuando la cinta se coloca sobre el molde. Automated processes are well known in the prior art in the curb stage of the manufacturing methods of composite components, particularly for large components such as aircraft wing coatings. ATL machines have a moving head mechanism for tape placement mounted between parallel guides that can be moved along multiple axes to place a prepeg tape on molds of a plurality of shapes. The prepeg tape, usually provided in large roll format, comprises uncured composite material on a backing paper that is removed when the tape is placed on the mold.
En la técnica anterior, se considera que no se puede colocar un pelable prepeg 21 usando una máquina ATL sobre un laminado de material compuesto 13 encintado por una máquina ATL sobre un molde 15 porque todavía no se ha encontrado un formato adecuado de pelable prepeg. In the prior art, it is considered that a prepeg peelable 21 cannot be placed using an ATL machine on a composite laminate 13 taped by an ATL machine on a mold 15 because a suitable prepeg peelable format has not yet been found.
De hecho, los inventores han probado un típico pelable prepeg usado en la industria aeronáutico tal como el Hexcel’s F161/43%/F0811, compuesto por una tela de nailon y una resina termoestable añadiéndole un papel soporte para disponer de un producto en formato ATL. Se ha verificado que este material no puede ser colocado utilizando una máquina ATE debido, por una parte, a un exceso de adhesión entre el papel soporte y el pelable prepeg y, por otra parte, a la transferencia de resina a las guías de la máquina ATL. In fact, the inventors have tested a typical peelable prepeg used in the aviation industry such as the Hexcel’s F161 / 43% / F0811, composed of a nylon fabric and a thermosetting resin by adding a support paper to have a product in ATL format. It has been verified that this material cannot be placed using an ATE machine due, on the one hand, to an excess of adhesion between the support paper and the peelable prepeg and, on the other hand, to the transfer of resin to the guides of the machine ATL.
Hay un gran número de características de un pelable prepeg a considerar para encontrar un pelable prepeg apropiado para ser colocado con una máquina ATL tal como, en particular, las siguientes: There are a large number of features of a prepeg peelable to consider to find an appropriate prepeg peelable to be placed with an ATL machine such as, in particular, the following:
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- Tipo de tejido ((nailon, poliéster, …). Type of fabric ((nylon, polyester, ...).
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- Tipo de resina, contenido de resina (%), distribución de resina (simétrica o asimétrica), nivel de impregnación. Type of resin, resin content (%), resin distribution (symmetric or asymmetric), level of impregnation.
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- Tipo de papel soporte, propiedades de “release” del papel. Type of support paper, "release" properties of the paper.
El papel soporte de dicho pelable prepeg debe tener suficiente estabilidad dimensional, resistencia al desgarro y resistencia a la rotura para soportar las muchas fuerzas que se aplican al papel soporte cuando se desplaza a través de las guías de la máquina ATL. El papel soporte debe ser también resistente a la humedad a efectos de estabilidad dimensional y para prevenir una posible degradación del papel soporte a causa del agua cuando está almacenado, en uso y bajo tensión. Los materiales de soporte basados en papel que han sido tratados con silicona como agente de “release” se usan frecuentemente con cintas de prepeg en máquinas de encintado automático pero el tejido base del pelable tiene diferentes requerimientos de “release” que los del papel de soporte utilizado habitualmente en otros materiales prepeg. The support paper of said prepeg peelable must have sufficient dimensional stability, tear strength and tear strength to withstand the many forces that are applied to the support paper when it travels through the guides of the ATL machine. The support paper must also be moisture resistant for dimensional stability and to prevent possible degradation of the support paper due to water when stored, in use and under tension. Paper-based backing materials that have been treated with silicone as a “release” agent are frequently used with prepeg tapes in automatic wrapping machines but the base fabric of the peeler has different “release” requirements than those of the backing paper commonly used in other prepeg materials.
En particular, el material pelable preimpregnado debe evitar: In particular, prepreg stripping material should avoid:
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- Una adherencia excesiva entre el papel soporte y el tejido impregnado de resina. Excessive adhesion between the support paper and the resin impregnated fabric.
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- Que las guías de la máquina ATL queden impregnadas de resina para permitir un correcto deslizamiento del pelable prepeg. That the guides of the ATL machine are impregnated with resin to allow a correct sliding of the prepeg peelable.
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- Una transferencia de resina del pelable prepeg al papel soporte. A resin transfer from the prepeg peelable to the backing paper.
Como la técnica anterior no proporciona ninguna información para resolver el problema mencionado anteriormente los inventores han desarrollado un método para determinar la adaptabilidad a una máquina ATL de un material pelable prepeg 21 comprendiendo (ver Figura 2) un papel soporte 21 con un recubrimiento interior 25 de un material de “release” y un tejido base 27 impregnado con una resina termoestable. As the prior art does not provide any information to solve the problem mentioned above, the inventors have developed a method to determine the adaptability to an ATL machine of a prepeg peelable material 21 comprising (see Figure 2) a support paper 21 with an inner coating 25 of a "release" material and a base fabric 27 impregnated with a thermosetting resin.
El método está basado en la consideración de que las principales propiedades del material pelable objeto de este problema son: The method is based on the consideration that the main properties of the peelable material subject to this problem are:
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- La “release” del papel soporte 23 en la medida en que parece ser una propiedad relevante en relación con la adherencia entre el papel soporte 23 y el tejido base 27. The "release" of the support paper 23 to the extent that it appears to be a relevant property in relation to the adhesion between the support paper 23 and the base fabric 27.
- --
- La pegajosidad del tejido base 27 en la medida que parece ser una propiedad relevante en relación con la adherencia entre el tejido base y el laminado de material compuesto 13. The tackiness of the base fabric 27 to the extent that it seems to be a relevant property in relation to the adhesion between the base fabric and the composite laminate 13.
El método comprende los siguientes paso (ver Figuras 3 y 4): The method comprises the following steps (see Figures 3 and 4):
a) Proporcionar láminas 31, 33, 35 de, respectivamente, dicho papel soporte 23, dicho tejido base 25 y dicho material compuesto. a) Provide sheets 31, 33, 35 of, respectively, said backing paper 23, said base fabric 25 and said composite material.
b) Preparar una primera muestra 41 uniendo en un área de solapamiento 32 una lámina de papel soporte 31 y una lámina de tejido base 33 y una segunda muestra 43 uniendo en un área de solapamiento 34 una lamina de material compuesto 35 y una lámina de tejido base 33 mediante la aplicación de una fuerza de vacío durante un tiempo predeterminado. b) Prepare a first sample 41 joining in a overlapping area 32 a sheet of support paper 31 and a sheet of base fabric 33 and a second sample 43 joining in a overlapping area 34 a sheet of composite material 35 and a sheet of tissue base 33 by applying a vacuum force for a predetermined time.
c) Aplicar fuerzas de tracción F1, F2 en una dirección longitudinal sobre el borde de la lámina de tejido base 33 de dichas muestras 41, 43, teniendo fijado su borde opuesto a un elemento de fijación 45, hasta el despegado de la lámina de tejido base 33 de dichas muestras 41, 43 (es decir de, respectivamente el papel soporte 31 y el material compuesto 35) y medir los tiempos transcurridos hasta el despegado. Como el experto en la materia comprenderá fácilmente los pasos a), b), c) se repetirán un número apropiado de veces para proporcionar resultados fiables. c) Apply tensile forces F1, F2 in a longitudinal direction on the edge of the base fabric sheet 33 of said samples 41, 43, having its opposite edge fixed to a fixing element 45, until the tissue sheet is detached base 33 of said samples 41, 43 (that is, respectively, the support paper 31 and the composite material 35) and measure the time elapsed until takeoff. As the person skilled in the art will readily understand steps a), b), c) they will be repeated an appropriate number of times to provide reliable results.
d) Determinar dicha adaptabilidad del material pelable prepeg 21 utilizando un parámetro P que establezca una relación entre dichos tiempos de despegado, dichas fuerzas de tracción F1, F2 y dichas áreas de solapamiento 32, 34 como una medida de la adherencia entre los dos elementos 31, 33; 35; 33 de dichas muestras 41, 43. d) Determine said adaptability of the prepeg peelable material 21 using a parameter P that establishes a relationship between said peel times, said tensile forces F1, F2 and said overlapping areas 32, 34 as a measure of the adhesion between the two elements 31 , 33; 35; 33 of said samples 41, 43.
En una realización preferente dichas láminas 31, 33, 35 tienen las mismas dimensiones, dichas áreas de solapamiento 32, 34 se extienden sobre un área longitudinal de dichas láminas 31, 33; 35, 33 comprendida entre el 1020% de sus áreas totales y dicha preparación de las muestras se realiza aplicando a dichas muestras 41, 43 una fuerza de vacío comprendida entre 400-600 mm de Hg durante un tiempo comprendido entre 8-12 min. In a preferred embodiment said sheets 31, 33, 35 have the same dimensions, said overlapping areas 32, 34 extend over a longitudinal area of said sheets 31, 33; 35, 33 between 1020% of its total areas and said sample preparation is performed by applying to said samples 41, 43 a vacuum force comprised between 400-600 mm Hg for a time between 8-12 min.
En un ejemplo particular se usaron los siguientes valores de los parámetros mencionados anteriormente: In a particular example the following values of the parameters mentioned above were used:
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- La longitud L de todas dichas láminas 31, 33, 35 fue 210 mm y la anchura de todas dichas láminas fue 150 mm. The length L of all said sheets 31, 33, 35 was 210 mm and the width of all said sheets was 150 mm.
- --
- La longitud L1 de las áreas de solapamiento fue de 30 mm. The length L1 of the overlapping areas was 30 mm.
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- Se aplicó una fuerza de vacío de 500 mm de Hg durante 10 minutos. A vacuum force of 500 mm Hg was applied for 10 minutes.
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- Se aplicó una fuerza de 10 N a la muestra 41 uniendo la lámina de papel soporte 31 y lámina de tejido base A force of 10 N was applied to sample 41 joining the support paper sheet 31 and base tissue sheet
33. 33.
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- Se aplicó una fuerza de 45 N a la muestra 43 uniendo la lámina de material compuesto 35 y lámina de tejido base 33. A force of 45 N was applied to sample 43 joining the composite sheet 35 and base tissue sheet 33.
Usando dicho método los inventores encontraron que un material pelable prepeg 21 es apto para ser usado por una máquina ATL cuando: Using this method the inventors found that a prepeg 21 peelable material is suitable for use by an ATL machine when:
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- El parámetro P obtenido para dicha primera muestra 41 está comprendido entre 2,9-3,5 min/N/cm2. The parameter P obtained for said first sample 41 is between 2.9-3.5 min / N / cm2.
- --
- El parámetro P obtenido para dicha segunda muestra 43 está comprendido entre 130-160 min/N/cm2. The parameter P obtained for said second sample 43 is between 130-160 min / N / cm2.
En estas condiciones el papel soporte 23 tiene la adhesividad apropiada para, por un lado, mantener el material pelable pegado antes de ser usado en una máquina ATL y, por otro lado, para permitir una correcta separabilidad entre él y el tejido base 27 cuando se coloca con una máquina ATL, y el tejido base 27 tiene el contenido de resina apropiado para, por un lado, permitir un correcto deslizamiento del material pelable prepeg 21 en una máquina ATL y, por otro lado, evitar una transferencia de resina al papel soporte 23. Under these conditions the backing paper 23 has the appropriate adhesiveness to, on the one hand, keep the peelable material glued before being used in an ATL machine and, on the other hand, to allow a correct separability between it and the base fabric 27 when placed with an ATL machine, and the base fabric 27 has the appropriate resin content to, on the one hand, allow a correct sliding of the prepeg peelable material 21 into an ATL machine and, on the other hand, prevent a transfer of resin to the support paper 2. 3.
En una realización preferente dicho tejido base 27 es un tejido de nailon con la resina termoestable distribuida simétricamente. In a preferred embodiment said base fabric 27 is a nylon fabric with the symmetrically distributed thermosetting resin.
En otra realización preferente dicha resina termoestable es una resina epoxi. In another preferred embodiment said thermosetting resin is an epoxy resin.
Un método de fabricación de un componente de material compuesto según la presente invención (ver Figuras 1 y 5) comprende pasos de: A method of manufacturing a composite component according to the present invention (see Figures 1 and 5) comprises steps of:
a) Encintar las capas 13 de material compuesto prepeg sobre el molde 15 usando una máquina ATL 41 como en la técnica anterior. a) Seal the layers 13 of prepeg composite material on the mold 15 using an ATL machine 41 as in the prior art.
b) Suministrar un material pelable prepeg 21 con las características mencionadas anteriormente a dicha máquina ATL 41 y usar dicha máquina ATL 41 para colocar el tejido base pelable 27 impregnado con dicha resina termoestable como la última capa de dicho componente. b) Supply a prepeg peelable material 21 with the aforementioned characteristics to said ATL 41 machine and use said ATL 41 machine to place the peelable base fabric 27 impregnated with said thermosetting resin as the last layer of said component.
c) Curar dicho componente de material compuesto y retirar dicho tejido base pelable 27. c) Cure said composite component and remove said peelable base fabric 27.
El método puede incluir también un paso para colocar el tejido base pelable 27 impregnado con dicha resina termoestable como la primera capa. The method may also include a step for placing the peelable base fabric 27 impregnated with said thermosetting resin as the first layer.
El material pelable prepeg 21, bobinado en un formato de rollo, se carga en la máquina ATL 41, después el papel soporte 21 se separa y se rebobina en el rebobinador 45 y el tejido base 27, alimentado a través de las guías 47, 5 se coloca como la primera y/o la última capa del componente. The prepeg peelable material 21, wound in a roll format, is loaded into the ATL machine 41, then the backing paper 21 is separated and rewound in the rewinder 45 and the base fabric 27, fed through the guides 47, 5 It is placed as the first and / or last layer of the component.
Se aplica dicha primera capa a aquellos componentes que necesitan características específicas de acabado en su cara exterior. Se aplica dicha última capa aquellos elementos a cuya superficie interior deben unirse elementos adicionales como en el caso de los larguerillos unidos al revestimiento de un ala de aeronave. Said first layer is applied to those components that need specific finishing characteristics on their outer face. Said last layer is applied to those elements whose inner surface must be joined by additional elements, as in the case of the stringers attached to the lining of an aircraft wing.
Entre las ventajas de la presente invención cabe destacar las siguientes: Among the advantages of the present invention are the following:
10 - Incremento significativo de la producción reduciendo a su vez costes no recurrentes. Las maquinas de encintado automático actuales se mueven a 60 m/min. Adicionalmente se deja de necesitar proyectores de posicionamiento láser, máquinas de corte de patrones, el despegado manual del papel de soporte, la colocación manual de patrones y los desplazamientos sobre el útil de laminado. 10 - Significant increase in production while reducing non-recurring costs. The current automatic wrapping machines move at 60 m / min. Additionally, laser positioning projectors, pattern cutting machines, manual peeling of the support paper, manual placement of patterns and displacements on the rolling tool are no longer needed.
- --
- Mejora de la calidad. El método según la presente invención asegura una mucha mejor exactitud del 15 posicionamiento evitando con ello las típicas arrugas que tienen lugar habitualmente con la colocación manual. Quality improvement. The method according to the present invention ensures a much better accuracy of the positioning thereby avoiding the typical wrinkles that usually occur with manual placement.
- --
- No necesidad de maquinas adicionales. La configuración del pelable ha sido desarrollada de manera que puedan usarse máquinas ATL estándar para su colocación automática. No need for additional machines. The stripping configuration has been developed so that standard ATL machines can be used for automatic placement.
- --
- Mejor ergonomía. Se elimina la necesidad de que el personal se desplace sobre la superficie del útil y se incline sobre ella. Better ergonomics The need for personnel to move over the surface of the tool and lean over it is eliminated.
20 Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes. Although the present invention has been described entirely in connection with preferred embodiments, it is evident that those modifications can be made within its scope, not considering this as limited by the above embodiments, but by the content of the following claims.
Claims (8)
- (31) (31)
- y una lámina de tejido base (33) y una segunda muestra (43) uniendo en un área de solapamiento (34) una lamina de material compuesto (35) y una lámina de tejido base (33) mediante la aplicación de una fuerza de vacío durante un tiempo predeterminado; and a sheet of base fabric (33) and a second sample (43) joining in a overlapping area (34) a sheet of composite material (35) and a sheet of base fabric (33) by applying a vacuum force for a predetermined time;
- (33) (33)
- de dichas muestras (41, 43), teniendo fijado su borde opuesto a un elemento de fijación (45), hasta el despegado de la lámina de tejido base (33) de dichas muestras (41, 43) y medir los tiempos transcurridos hasta el despegado; of said samples (41, 43), having their opposite edge fixed to a fixing element (45), until the base fabric sheet (33) is detached from said samples (41, 43) and measure the time elapsed until taken off;
- --
- dichas láminas (31, 33, 35) tienen las mismas dimensiones; said sheets (31, 33, 35) have the same dimensions;
- --
- dichas áreas de solapamiento se extienden sobre un área longitudinal de dichas láminas (31, 33; 35, 33) comprendido entre el 10-20% de sus áreas totales; said overlapping areas extend over a longitudinal area of said sheets (31, 33; 35, 33) comprised between 10-20% of their total areas;
- --
- la preparación de dichas muestras se hace aplicando a dichas muestras (41, 43) láminas una fuerza de vacío comprendida entre 400-600 mm de Hg durante un tiempo comprendido entre 8-12 min. The preparation of said samples is done by applying to said samples (41, 43) sheets a vacuum force comprised between 400-600 mm Hg for a time comprised between 8-12 min.
- --
- la adherencia entre el papel soporte (23) y el tejido base (27), medida por el parámetro P de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, está comprendida entre 2,9-3,5 min/N/cm2; the adhesion between the support paper (23) and the base fabric (27), measured by parameter P of any one of claims 1-2, is between 2.9-3.5 min / N / cm2;
- --
- la adherencia entre el tejido base (27) y el material compuesto, medida por el parámetro P de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, está comprendida entre 130-160 min/N/cm2. The adhesion between the base fabric (27) and the composite material, measured by parameter P of any one of claims 1-2, is between 130-160 min / N / cm2.
- Categoría Category
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- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
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- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
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